箝位式直线致动器的工作原理

箝位式直线致动器的工作原理如图5－1所示，箝位式直线致动器主要由驱动机构、前箝位机构、后箝位机构和导轨组成，驱动机构和箝位机构都由GMM棒和线圈组成，上电时GMM棒伸长、掉电时收缩。通过驱动机构和前、后箝位机构的相互配合，实现致动器单一方向的位移累积输出。施加的驱动信号时序如图5－2所示，图中U B、U F和U D分别为施加在后箝位机构、前箝位机构和驱动机构的电压信号。

图5-1　箝位式直线致动器的工作原理

（a）后固定；（b）前解脱；（c）驱动；（d）前固定；（e）后解脱；（f）复位1—前箝位机构；2—驱动机构；3—后箝位机构；4—导轨

图5-2　箝位式直线致动器的驱动信号时序

在一个步进周期内，箝位式直线致动器通过以下六个动作完成一次步进运动。(www.xing528.com)

（1）后固定：t1时刻，后箝位机构上电，后箝位机构的GMM棒伸长，将驱动机构后端固定在导轨上，如图5－1（a）所示。

（2）前解脱：t2时刻，前箝位机构掉电，前箝位机构的GMM棒收缩，驱动机构前端与导轨解脱成为自由端，如图5－1（b）所示。

（3）驱动：t3时刻，驱动机构上电，驱动机构的GMM棒伸长，此刻后箝位机构固定，推动前箝位机构向前移动，如图5－1（c）所示。

（4）前固定：t4时刻，前箝位机构上电，前箝位机构的GMM棒伸长，将驱动机构前端固定在导轨上，如图5－1（d）所示。

（5）后解脱：t5时刻，后箝位机构上电，后箝位机构的GMM棒收缩，驱动机构后端与导轨解脱成为自由端，如图5－1（e）所示。

（6）复位：t6时刻，驱动机构掉电，驱动机构的GMM棒收缩，此刻前箝位机构固定，拉动后箝位机构向前移动，整个致动器恢复到最初状态，如图5－1（f）所示。

以上六个步骤为一个工作周期，前、后箝位机构和驱动机构各完成一次伸长和收缩动作，致动器完成一次推－拉动作，输出单步位移Δy。不断重复以上六个动作，可实现位移的尺蠖式步进输出。理论上如果导轨足够长，可实现无穷大的位移输出。